Physik und Anwendungen der Mathematik

Physik und Mathematik sind bedeutender Bestandteil unseres modernen Kulturlebens und Bindeglied zwischen Mensch und Technik. Erstaunliche Regelmässigkeiten der Vorgänge in der Natur mit quantitativ präzisen Wiederholungen haben Physik und Mathematik untrennbar miteinander verbunden und beide Wissenschaften immer wieder neu angeregt. Wer Interesse und Neugier für Fragestellungen aus der Physik und der Mathematik aufbringt und gerne nach analytischen Antworten sucht, findet im Schwerpunktfach Physik und Anwendungen der Mathematik einen sich lohnenden und herausfordernden Lernbereich.

Schülerinnen und Schüler erfahren, wie das Zusammenspiel zwischen Physik und Mathematik die Mannigfaltigkeit physikalischer Erscheinungen und Vorgänge beschreiben und verstehen hilft. Sie lernen Physik und Mathematik nicht als fertige, sondern gewordene, sich ständig weiter entwickelnde und sich gegenseitig beeinflussende Wissenschaften kennen.

Die Modellbildung und das analytisch-logische und kreative Denken sollen gefördert werden. Die durch die Entwicklung und Anwendung der Physik und Mathematik erfolgten Errungenschaften mit ihren gesellschaftlichen Auswirkungen und ihren historischen und philosophischen Aspekten werden diskutiert und beurteilt.

Die im Grundlagenfach erarbeiteten Lerninhalte werden vertieft und ausgebaut; neue mathematische Hilfsmittel werden erarbeitet. Auf verschiedene Hauptgebiete der Mathematik und Physik wird eingegangen. Markante Ideen der Physik und Mathematik der Neuzeit sollen kennengelernt werden: einerseits komplexe Zahlen, lineare Algebra, Differentialgleichungen, Kurven, formale Logik, Chaos und Fraktale; andererseits mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen, Wechselstromkreise, spezielle Relativitätstheorie, Thermodynamik, Quantenphysik.

Daneben bleibt Zeit für weitere Themen, bei deren Auswahl Erfahrungen und Interessen der Schülerinnen und Schüler berücksichtigt werden.

Die zur Verfügung stehenden Lektionen werden auf Physik und Mathematik aufgeteilt. Verschiedene Arbeitsweisen (Projektunterricht, Laborarbeit, Lehrervortrag, ...) unterstützen in ihrer Vielfältigkeit das Ziel der Selbststeuerung des Lernens und Arbeitens.